Gospodarka Surowcami Mineralnymi - Mineral Resources Management

W pracy przedstawiono wyniki badań porowatości 18 polskich węgli bitumicznych przeprowadzonych metodą porozymetrii rtęciowej w połączeniu z oznaczeniami dcnsymetrycznymi metodą helową. Dla badanej populacji próbek węgla stwierdzono występowanie korelacji pomiędzy objętością porów o promieniu ~ 7,5 nm a udziałem i strukturą substancji organicznej węgla. Tę ostatnią scharakteryzowano za pomocąjednego z cytowanych w literaturze wskaźników charakteryzujących tę strukturę. W przypadku porów o większym promieniu wykazano zależność ich objętości od udziału w węglu obujego podstawowych składników, tj. substancji organicznej i mineralnej. Stwierdzono ponadto, iż przewaźająca objętość porów w badanych węglach związana jest z porami o promieniu poniżej 2500 nm.

Temperatura zapłonu jest ważnym parametrem oceny wartości użytkowej karbonizatów węglowych szczególnie wówczas, gdy są stosowane jako paliwa bezdymne w gospodarce komunalnej. Przedstawiono prostą i szybką metodę oceny tego wskaźnika. Opisano wyniki badań nad ustaleniem poziomu podstawowych czynników pomiaru, takichjak: masa nawaźki i jej uziarnienie, prędkość ogrzewania oraz wielkość strumienia objętościowego tlenu. Przy ustaleniu istotności wpływu wyżej wymienionych czynników na· końcowy wynik pomiaru, zastosowano eksperyment czynnikowy typu kwadratu grecko-łacińskiego. Na podstawie analizy uzyskanych rezultatów oraz kierując się minimalizacją czasu i kosztu oznaczenia ustalono następujące poziomy czynników przy pomiarze temperatury zapłonu karbonizatów: masa próbki 1,5 g; uziarnienie 0,5-1 mm, prędkość ogrzewania IO K/min i strumień objętościowy tlenu 400 cm3/min. W celu sprawdzenia przydatności zaproponowanej metody pomiaru temperatury zapłonu karbonizatów wykonano serię badań dziesięciu karbonizatów o zróźnicowanym stopniu odgazowania, wyprodukowanych z węgli kamiennych o różnym stopniu uwęglenia. Badane próbki reprezentowały: typowe paliwa bezdymne produkowane z niskozmetamorfizowanych węgli kamiennych zawierające charakterystyczną dla tego typu paliw ilość części lotnych (8-10%), która gwarantuje wysoką ich reakcyjność, średnioreakcyjnc koksy przeznaczone dla celów pozahutniczych produkowane w bateriach systemu zasypowego i ubijanego oraz niskoreakcyjnc koksy metalurgiczne o zróźnicowanej jakości. Przeprowadzone badania wykazały, że badane próbki z wysokoreakcyjnych paliw bezdymnych posiadały najniższą, mieszczącą się w zakresie 350-400°C temperaturę zapłonu, pozwalającą na poprawne ich spalanie w warunkach prostych palenisk rusztowych. Temperatury zapłonu dla koksów do celów pozahutniczych mieściły się w przedziale 430-520°C, natomiast koksy przeznaczone do procesu wielkopiecowego posiadały temperaturę zapłonu w tlenie od około 550 do 590°C. Przeprowadzone badania w pełni potwierdziły przydatność zaproponowanej metody do pomiaru temperatury zapłonu szerokiej gamy karbonizatów węglowych, począwszy od typowych paliw bezdymnych o cechach półkoksu i bardzo niskich temperaturach zapłonu rzędu 350°C, aż po najlepszej jakości koksy przeznaczone do wielkich pieców stosujących technologię PCI, w których temperatura zapłonu sięga 590°C.

Omówiono metody otrzymywania, właściwości oraz główne kierunki badań nad porowatymi materiałami węglowymi (węgiel aktywny, węglowe sita cząsteczkowe, aktywne włókniny węglowe). Wykazano przydatność adsorbentów węglowych w procesach ochrony atmosfery i wód, rozdzielania mieszanin gazowych, magazynowania paliw gazowych.

Przedstawiono złoża i udokumentowane zasoby kopalin węglanowych w północnej części Wietnamu oraz perspektywy ich wykorzystania w poszczególnych rejonach gospodarczo-społecznych kraju. Dotychczas zostało udokumentowanych w północnym Wietnamie 115 złóż wapieni, 21 złóż marmurów oraz 18 złóż dolomitów. Występują one przede wszystkim w utworach dewonu, karbonu - permu oraz środkowego triasu. Zasoby udokumentowanych złóż wapieni wynoszą I I 770 mln ton, marmurów - około 200 mln m3 i dolomitów - ponad 3000 tys. ton. Wykorzytywanc są do produkcji kamieni budowlanych, kruszywa drogowego i budowlanego, produkcji wapna i cementu (łącznic z kopalinami ilastymi stosowanymi jako surowiec niski), w hutnictwie, przemyśle celulozowo-papierniczym, chemicznym. Zapotrzebowanie na surowce węglanowe może być zaspokojone w ciągu najbliższych 70-80 lat zasobami udokumentowanymi w kategorii C 1, a łącznic z zasobami w kategorii C2 w okresie ponad I 00 lat. Możliwości wydobycia i wykorzystania wapieni są zróżnicowane w poszczególnych rejonach krajuw zależności od wielkości bazy zasobowej, jakości kopalin, położenia geograficznego oraz warunków geomorfologicznych i komunikacyjnych. Najdogodniejsze warunki dla zagospodarowania złóż wapieni istnieją w rejonie niziny rzeki Czerwonej (wapienie dewońskie i środkowego triasu) i mniej korzytne kolejno w rejonach: Bak Trung Bo (wapienie środkowego triasu i dewońskie oraz karbońska-permskie), rejonie Dong Bak (wapienie karbońska-permskie, dewońskie) oraz najmniej korzystne w rejonie Tay Bak (wapienie triasowe).

Zastosowano metody rozpoznawania obrazów (met. funkcji potencjalnej i met. Kora-3) oraz metodę geostatystyczną do wskazywania zasięgu ciał rudnych Zn-Pb na złożu .,Trzebionka" kolo Chrzanowa. Użyto cech litologiczno- stratygraficznych, pochodzących z dokumentacji geologicznej otworów wiertniczych oraz danych o intensywności mineralizacji. Wykonane testy dowodzą, że w przypadku otworów bilansowych o niskiej wydajności, odwierconych w latach pięćdziesiątych, zaproponowana metodyka umożliwia często niwelację błędów w interpretacji analiz chemicznych rdzeni na zawartość Zn i Pb. Może ona być zatem traktowana jako wspomagająca podejście standardowe.

Jednym z najważniejszych problemów ostatnich lat w rejonie Tarnobrzega jest przeprowadzenie likwidacji odkrywkowych kopalń siarki Machów i Piaseczno w sposób minimalizujący zagrożenie dla środowiska naturalnego. Programy prac likwidacyjnych zakładają, że w miejsce odkrywek powstaną zbiorniki wodne o charakterze rekreacyjnym. W odkrywce Machów wykonywana jest 25-metrowa warstwa z iłów krakowieckich izolująca wody w przyszłym zbiorniku od zanieczyszczonych wód trzeciorzędowych, W wyrobisku Piaseczno od 1981 r., tj. od zakończenia robót górniczych, istnieje zbiornik wodny, którego rzędna utrzymywana jest poprzez odprowadzanie nadmiaru wód do Wisły. Trudności finansowe spowodowały, że w odkrywce Piaseczno odstąpiono od wykonywania warstwy izolacyjnej. Prognozowanie zmian jakości wody w zbiorniku Piaseczno oparto na wynikach badań symulacyjnych wykonanych na modelu warunków hydrogeologicznych Tarnobrzeskiego Zagłębia Siarkowego. Rozwiązania uwzględniały różne wysokości piętrzenia wody w zbiorniku Piaseczno i spodziewany postęp prac likwidacyjnych w kopalni Machów. Podstawą bilansu hydrogeochemicznego, umożliwiającego ocenęjakości wód zbiornikowych, były wydatki strumieni filtracyjnych oraz koncentracje w nich jonów wskaźnikowych (chlorki i siarczany). Zarówno obecnie (2000 r.), jak i w prognozach największy ładunek zanieczyszczeń jest wnoszony przez strumień filtracyjny napływający do zbiornika od strony składowisk. Dla stanu wyjściowego stężenie jonu chlorkowego wwodach zbiornika spowodowane przez ten strumień stanowi około 42%całkowitej jego koncentracji, a siarczanów aż około 84%. Obliczenia prognostyczne wskazują, że na jakość wody w zbiorniku Piaseczno istotny wpływ będzie miał postęp i wzajemna relacja prac likwidacyjnych w obu wyrobiskach poeksploatacyjnych. Okresowo może dochodzić do pogorszenia się jakości wody, jednak w warunkach docelowych ulegnie ona poprawie w stosunku do obserwowanej obecnie.

Od zakończenia w 1971 r. odkrywkowej eksploatacji rudy siarkowej w kopalni Piaseczno i piasków szklarskich, wydobywanych w latach 1971-1980, wyrobisko poeksploatacyjne pozostawało w stanic niezlikwidowanym. Na dnie wyrobiska utworzył się zbiornik wodny, w którym położenie zwierciadła wody utrzymywane jest za pomocą pomp powierzchniowych. Opracowany w 1997 r. program robót likwidacyjnych zakładał wykonanie poziomej warstwy izolacyjnej oraz synchronizacji; działań z inną, leżącą w pobliżu Kopalnią Siarki Machów, w której również zakończono eksploatację rudy siarkowej. Względy finansowe i organizacyjne przesądziły jednak o dezaktualizacji tego programu. Realny sposób likwidacji wyrobiska w Piasecznic będzie zatem polegał na napełnieniu zbiornika wodą do wysokości 146,0 m n.p.m. i uporządkowaniu jego otoczenia. Badania symulacyjne wykonane na modelu hydrogeologicznym Tarnobrzeskiego Zagłębia Siarkowego umożliwiają oceni; skutków hydrodynamicznych, jakich należy oczekiwać na poszczególnych etapach procesu likwidacyjnego wyrobiska w Piasecznic. Będą one w dużej mierze zależne od osiągniętej wysokości napełnienia zbiornika i postępu prac w likwidowanej odkrywce Machów. Przedstawiona prognoza zmian stosunków wodnych pozwala na określenie dopływu wody z piętra czwartorzędowego i trzeciorzędowego, a ponadto charakteryzuje spodziewany układ pola hydrodynamicznego. Rozpatrzone scenariusze możliwego rozwoju sytuacji w obu likwidowanych wyrobiskach poeksploatacyjnych wskazują na korzyści wynikające z niezwłocznego rozpoczęcia napełniania zbiornika w Piasecznic. Osiągnięcie docelowej wysokości zwierciadła wody musi być jednak poprzedzone wykonaniem systemu melioracyjnego. Brak rowów drenażowych sieci podstawowej i szczegółowej może prowadzić do degradacji gruntów rolnych, a dla wielu rejonów stanowić bezpośrednie zagrożenie podtopieniem.